所謂絕對零度,就是絕對無法達到的溫度,因為它會讓時間失去意義

2020-12-17 騰訊網

什麼是寒冷?對於普通人而言,零度就是寒冷,因為這是標準大氣壓下冰水混合物的溫度,如果溫度再低一點,水就會完全結成堅硬的冰。

不過零度並不是世界上最低的溫度,世界上最低的溫度被稱為絕對零度,也就是零下273.15攝氏度。絕對零度的提出是理論推導和實驗證明的結果,而在宇宙之中並沒有達到絕對零度的物質存在。對於人類而言,南極的寒冷足以令人顫慄,但迄今為止在南極錄得的最低溫度也沒有超過零下90攝氏度,而這與絕對零度還差得十分遙遠。不過在航天工程中,有一種不可或缺的物質溫度與絕對零度較為接近,那就是火箭的燃料液氫。我們通常所見的氫都是以氣體的形式存在的,而在標準大氣壓下,如果溫度達到了零下252.87攝氏度,那麼氫就會變為一種無色的液體,這就是液氫。

不過液氫也不是最低溫的事物,宇宙的溫度比它還低。

宇宙自誕生之後,一直處於冷卻之中,而最新測得的宇宙微波背景輻射溫度為零下270.42攝氏度,這已經與絕對零度非常接近了。那麼是否還能夠更接近於絕對零度呢?可以,在實驗室中,科學家們曾經把金屬銠冷卻到了零下273.1499999999攝氏度,與絕對零度只差了0.0000000001度。既然只差了0.0000000001度,為什麼不加把勁,把它冷卻到絕對零度呢?這是因為絕對零度是絕對無法達到的溫度,無論採用何種方法都不可能實現。

要弄清箇中原因,我們必須先要明白溫度是什麼?在很多人的概念中,溫度就代表著冷與熱,而這只是我們身體對於溫度的感知,而並不是溫度的本質,溫度的本質其實是運動。

宇宙中的一切都是由物質所構成的,而從微觀角度來看,所有的物質都由基本粒子所組成。

而粒子始終處於運動之中,而運動產生溫度,或者我們也可以說運動本身就是溫度。而溫度的高與低就取決於運動的快與慢。舉例而言,一塊燒紅的鐵,它內部的粒子運動速度是非常快的,而一塊冰冷的石頭,它內部的運動也從未停歇,只不過相對於熾熱的鐵塊而言,它內部粒子的運動速度較慢而已。

其實,說溫度取決於運動的快與慢並不是十分準確,更為準確地說應該是取決於運動所產生的動能,因為運動的速度是有限的,最快不可超越光速,但動能就不同了,粒子的動能並沒有確定的上限,也就是說溫度並沒有確定的上限。而通常所說的普朗克溫度只是現代物理學所能夠描述的最高溫度,而並不代表了理論上可能達到的最高溫。

溫度沒有上限,但卻有著明確的下限,這個下限就是零下273.15攝氏度,也就是絕對零度。溫度為什麼會有下限呢?因為粒子的運動不會停止,粒子的運動速度可以很慢,但絕對不會靜止。

如果粒子真正停止了運動,那麼《三體》中「沒有物理」的梗就會成真,也就是說整個物理學會因此崩塌。正如我們所有人都知道的那樣,現代物理學的兩大支柱是量子力學和廣義相對論,量子力學著眼於微觀世界,可以完美描述除引力以外的三種基本力,而相對論則在宏觀世界中對引力進行了無可挑剔的闡述。而量子力學起始於不確定性原理,簡言之就是無法同時測準粒子的位置和動量,可如果粒子能夠靜止不動,那麼不確定性原理就被打破了,量子力學就崩塌了。

而相對論明確表示宇宙中不存在絕對靜止的參考系,所以也就不存在絕對的靜止,如果粒子絕對靜止,那麼相對論也就崩塌了。

所以粒子不會靜止,絕對零度也不可能實現。那麼如果真的實現了絕對零度,又會怎樣呢?那可能是最可怕的事情了,因為一切都將變得沒有意義。

宇宙的基礎就是時空,也就是我們所說的時間與空間,在科幻作品之中,當有人發動「時間停止」能力,一切就會靜止不動,而這個畫面告訴了我們一個道理,那就是時間代表了運動,而絕對零度就代表絕對靜止,在一個絕對靜止的環境之下,時間將變得毫無意義,因為無論過去多久,一切都沒有絲毫改變,我們也可以說在完全靜止的環境下,時間根本就不復存在。當時間失去了意義,一切也就失去了意義。

相關焦點

  • 為什麼絕對零度無法達到?
    可以無限接近,但達不到絕對零度。這是熱力學第三定律的體現。熱力學第三定律(the third law of thermodynamics)是對熵的論述,一般當封閉系統達到穩定平衡時,熵應該為最大值,在任何自發過程中,熵總是增加,在絕熱可逆過程中,熵增等於零。
  • 為什麼不能達到絕對零度?
    在熱力學理論之中,絕對零度是一個下限值,此時會停止所有熱運動,絕對零度為零下273.15攝氏度,在量子力學之中,當粒子動能達到最低點時,便可達到絕對零度。根據麥克斯韋-玻爾茲曼分布,粒子動能越大,物質溫度就越高。
  • 絕對零度有多可怕?在它面前,所有的時間和空間都會失去意義!
    ,粒子的動能越大,它組成的物體溫度就會越來越高,但是粒子的速度是有限的,相對來說粒子的動能可以無限的提供,溫度可以不斷的升高,但畢竟速度有限。目前物理學家發現的溫度,高達1.42×10的32次方攝氏度,這個溫度相當於宇宙大爆炸一瞬間達到的高度,而且在宇宙大爆炸之後,沒有任何一個瞬間溫度有這麼高,相比較來說目前人們沒有發現比這個溫度更高的溫度了,只能通過量子力學來創造比這個溫度更高的溫度,那麼想要讓溫度變得足夠低,就是要讓粒子的動能變得足夠小。
  • 絕對零度是宇宙中的最低溫度,宇宙中的最高溫度是多少?
    我們可以簡單的理解為,當物體內部所有粒子的運動都停止了,就達到了所謂的「絕對零度」,也就是熱學力中定義的 0 開爾文(K),0K 約為 -273.15 攝氏度。顯而易見的,絕對零度就是溫度的下限,因為只有所有的粒子都「不動」了,才可以達到這個溫度,在這種狀態下,任何能量的擾動都可能使粒子重新開始運動,從而導致溫度上升。
  • 假如太陽是一個不發熱的天體,地球的溫度會達到多少?絕對零度?
    曾經有朋友提出這樣一個問題:假如太陽從誕生的那一刻起就是一個不發熱的天體,那麼現在的地球溫度會達到多少?會低到絕對零度嗎?這是一個比較有趣的話題,假如太陽也是一顆像木星這樣的氣態行星,一直都不會向外界發出熱量。那麼地球的環境必然跟現在是完全不同的,地球在誕生的早期對於太陽熱量的需求是非常少的,那個時候即使太陽不會發光發熱,地球的溫度仍然也非常高。
  • 時間和空間都失去意義,零下273.15℃的絕對零度到底有多可怕?
    我們人體對於溫度的感知是很靈敏的,在幾攝氏度的差距下,我們就會感覺冷熱的區別。想一想我們在東北零下30度就足夠讓我們感到很恐懼了。而北極圈南極圈那樣的溫度已經不適合讓人生存了。可溫度到底是什麼呢?在沒有用熱動力學考慮之前,溫度就是一種看不見摸不著的存在。用熱動力學考慮的話,溫度的本質上就是由於分子做運動的程度。當分子做運動與距離的時候,溫度就越高,反之就越低。這樣就很容易推算出一個概念,就是絕對零度的概念,也就是溫度低到一定程度,分子都原地不動,再也不運動了,這就叫絕對0度。而科學家們算出了這個數值,也就是零下273.15℃。
  • 絕對零度和"熱寂"
    絕對零度0K約等於攝氏溫標零下273.15攝氏度,也就是0開氏度,在此溫度下,物體分子沒有動能和勢能,動勢能為0,故此時物體內能為0。物質的溫度取決於其內原子、分子等粒子的平均動能。因此物體的溫度實際上就是原子在物體內部的運動。達到絕對零度一切事物都將達到運動的最低形式。因為任何空間必然存有能量和熱量,也不斷進行相互轉換而不消失。所以絕對零度是不存在的,除非該空間自始即無任何能量熱量。
  • 絕對零度到底有多冷,能凍住光嗎?-273°使時間和空間都失去意義
    正是這樣,能夠生活在地球兩極的生物種類很少,在極端的溫度環境下生存,是需要一定的基本功。我們總是關注這個世界可能會被自然災害滅亡,可是卻忽視了溫度的存在,溫度的極端變化會使得一切空間變得沒有任何意義。那麼在浩瀚的宇宙中,最低的溫度是多少呢?
  • 絕對零度為何正好是-273.15度,後面的小數點有何意義?
    當物體內部的分子運動程度越劇烈,該物體的物體就越高,反之,這個物體的溫度就越低,而按照這一原理,世界上不存在絕對靜止的分子,或者運動速度沒有上限的分子。也就是從理論上講,溫度存在下限,但不存在上限,而根據科學家的假想得知,目前普朗克溫度就被認為是宇宙溫度的上限,幾乎沒有一樣物質的溫度可以達到或者超過普朗克溫度。
  • 「絕對零度」是什麼?有一星雲正在接近,時間與空間可能會消失!
    目前科學家已知的最高溫度是138億年前宇宙大爆炸時產生的,大約是1.41億攝氏度。在這場爆炸之後,時至今日,科學家也未找到可以與其相媲美的溫度,這一溫度被科學家們稱為普朗克溫度,既然沒有上限,是不是也沒有下限呢?其實不是這樣的,溫度的下限是絕對零度,也就是零下273.15攝氏度,那麼絕對零度是如何推算出來的呢?如果溫度達到了絕對零度會變成什麼樣子呢?
  • 你敢摸它嗎?這個積木的溫度接近絕對零度,它或是宇宙最冷物質了
    溫度的本質就是分子運動,分子運動得越快,碰撞也就越激烈,碰撞越激烈產生的熱量也就越高,因此溫度也就越高;反之,如果分子的運動越趨向靜止,發生的碰撞就越少,產生的熱量就越低,溫度也就越低,當分子處於靜止狀態的時候,也就達到宇宙最低溫度,科學家就是根據分子靜止狀態的時候計算出宇宙最低溫度是-273.15℃,它之所以也被稱為絕對零度,是因為分子是絕對靜止的,沒有任何運動的狀態下才達到的,所以被形容是「絕對
  • 解讀讓人費解的絕對零度,它因何而存在?
    然後是令人費解的絕對零度。我們傾向於認為冷熱是相對的東西。例如,一杯茶比爐子上的火冷,但比冰塊熱。絕對零度代表可能最冷的溫度,它與這個模式相牴觸。更奇怪的是,絕對零度在非科學家使用的溫標上甚至都不是零:攝氏零下273.15度,或者華氏零下459.67度。怎麼會有最低溫度呢?解碼絕對零度的關鍵是理解溫度是什麼。
  • 絕對零度是溫度最低下限,那麼溫度上限是多少?科學家給出了答案
    絕對零度是溫度最低下限,那麼溫度上限是多少?科學家給出了答案引言:我們都知道宇宙中有很多我們還不能夠解釋的現象,這些現象目前人類的科技還不能夠完全解開,地球上能夠誕生出生命就是因為地球上有適宜的溫度。所以才能夠讓生命誕生,不過溫度這個詞是人類自己命名的,科學家通過研究之後,發現,溫度是有最低下限的,溫度的最低下限就是分子靜止的時候,但是目前科學家還沒有發現絕對零度,但是科學家知道絕對零度是零下273.15攝氏度,沒有溫度可以比它更低,那麼有很多人提出一個疑問就是溫度有最高上限嗎?下面我們就一起來看看科學給出的猜想!
  • -273.15℃的絕對零度,到底可怕在哪?時間與空間都被凍結
    這個下限是0K,也就是-273.15攝氏度,也就是我們常說的「絕對零度」。那麼這個絕對零度究竟是個什麼概念呢?宇宙中為何不能出現比絕對零度還要低的溫度呢?想要知道宇宙中有沒有比絕對零度還要低的溫度,我們首先需要知道絕對零度到底是怎麼來的。實際上,絕對零度是可以根據理想氣體的狀態方程pV=nRT,用外推的方法進行推理得到的。
  • 人類能創造上億度的高溫,卻無法突破絕對零度,為何會這樣?
    ,因此依靠自身無法來對其進行精確的描述,但我們卻可以根據溫度變化情況來決定的我們的穿衣打扮,溫度高,那就是熱;溫度低,那就是冷,這是生活中的常識。關於最低溫度的定義數值為—273.15攝氏度,即最低溫度的極限,也被稱為絕對零度,因此-273.15℃就是熱力學當中的絕對零度。絕對零度的發現。在16世紀末,法國物理學家阿蒙頓發現,在水的沸點以下,溫度與氣體的壓力成正比。他認為壓強的下降是有極限的,因此溫度也是有下限的,通過計算他認為溫度的下限是—246℃。
  • 絕對零度是-273.15℃,為啥沒有最高溫度定義呢?
    高中的物理課本裡存在一個概念:絕對零度,就是-273.15℃。絕對零度是人類公認的最低溫度,據說絕對零度是無法出現在宇宙中的。世間存在的東西總是相對的,既然有人定義了絕對零度,那是不是也該存在絕對高溫?事實上,截至目前為止,還沒有人提出過絕對高溫或者是最高溫的概念。
  • 絕對零度:最低溫度的極限:宇宙中永遠達不到的溫度:-273.15℃
    那麼,T1=0這個值,如果用我們攝氏度的概念來描述,它該是多少度呢?今天我們知道,是零下273.15℃,這也就是被稱之為絕對零度。那麼我們不禁要問,既然我們這個數字是怎麼得到的呢?它又是怎麼被發現的呢?
  • 絕對零度是最低溫度嗎?溫度是否有上限?聽聽科學家是如何解釋的
    溫度的兩個極端分別是最低溫度和最高溫度,理論上的最低溫度稱之為絕對零度,大約是零下273.15攝氏度,這種溫度下,物體不具有任何的動能以及勢能。可是這個絕度零度只是理論上的最低溫度,而在自然界中目前還沒有發現這種低溫的環境及物體,有科學家認為絕對零度只是一種幻想,現實中是不可能存在的。因為任何物體都是有自己的能量,不可能完全處於零能量的狀態。
  • 絕對零度有多大威力?如果人體遇到這一溫度,存活率為零!
    南北極以嚴寒聞名,如今卻變得面目全非,人體能承受的溫度是有局限的,等天氣冷了會穿厚衣服,天氣熱了就會脫衣服。隨著氣候的變化,人類也會做出一些相應的行為。大家聽說過絕對零度嗎?當人體遇到絕對零度,活下來的可能性微乎其微。
  • 這個積木的溫度接近絕對零度,你敢摸嗎?它絕對是宇宙最冷的積木
    地球上不同地區存在不同的氣溫,這與地區的氣候、海拔等因素息息相關,例如同一季節的赤道地區會比南北極地區高溫。然而天文學家們發現,宇宙中的溫度分布並非如此,除了星球上的氣溫與其自身的情況有關之外,宇宙空間裡的整體溫度是偏低的。